活力中国调研行|藏在上海的农业“黑科技”!守护大国粮仓,解锁农业新可能

来源:劳动观察 作者:王嘉露 发布时间:2026-07-07 19:38

摘要: 探访中国科学院分子植物科学卓越创新中心这座我国植物科学领域的“科创策源地”。

7月7日,记者跟随2026“活力中国调研行”上海站采访团走进中国科学院分子植物科学卓越创新中心,近距离探访这座我国植物科学领域的“科创策源地”,深度了解耐热水稻、功能作物、高蛋白玉米等一系列前沿育种成果。中心科研人员立足基因挖掘、合成生物学技术,从田间良种培育到期刊平台建设双向发力,以基础科研突破筑牢粮食安全屏障,为我国现代农业注入创新活力。


三本期刊讲述中国植物科研话语权


走进分子植物卓越中心期刊编辑部,满墙特色期刊封面令人眼前一亮,茶马古道、太空水稻、葫芦娃等融合国风与科学的创意封面,让硬核科研变得通俗易懂。分子植物卓越中心期刊出版中心主任、研究员崔晓峰向记者介绍,中心与中国植物生理与植物分子生物学学会共同主办三本专业期刊,短短十余年实现从追赶至领跑的跨越。


崔晓峰研究员在介绍《Molecular Plant(分子植物)》的往年封面。劳动报王嘉露 摄影


旗舰英文期刊《Molecular Plant(分子植物)》2008年创刊,如今影响因子达32.7,连续五年位居全球280余份植物科学研究类期刊首位,入选中国科技期刊卓越行动计划一、二期领军期刊,斩获中国最具国际影响力学术期刊等多项荣誉。姊妹刊《Plant Communications(植物通讯)》2020年创办,目前影响因子13.7,位列全球第三;中文核心期刊《植物生理学报》持续稳居国内植物学期刊第一梯队。


“我们不靠百年积淀,只用十几年实现后来居上。”崔晓峰直言,办刊核心是人才与服务。编辑部团队多为拥有海外博士、博士后经历的青年科研人员,专职编辑团队对标国际顶刊运营模式,搭配百余名国际顶尖专家组成咨询委员会,国内外稿件一视同仁、公平评审。期刊打造全球植物科学新星评选、国际学术会议等系列活动,搭建起全球植物科学家交流平台,青蒿素、太空水稻、杂交玉米、特色功能大米等一大批中国原创重大成果,通过这本本土期刊面向全球发布。


他表示,期刊不只是论文发表载体,更是中国植物育种成果走向世界的窗口。“老一辈科学家早年归国就梦想搭建自主国际学术平台,如今我们不仅实现梦想,更让全球同行通过期刊看见中国种业科研的硬实力。”


两大育种成果应对高温虫害难题


全球气候变暖背景下,极端高温、病虫害持续威胁粮食生产,中心两大研究团队分别从耐热、抗虫维度攻坚,用基因技术改良农作物先天抗性。


“现在夏季37℃、38℃高温已是常态,水稻抽穗开花期遇上高温,花粉活性下降、灌浆不足,稻谷空瘪,产量和口感双双下滑。”林鸿宣研究员常年扎根农场田间采样,他介绍,全球气温每升高1℃,水稻、小麦、玉米、大豆四大主粮平均减产近20%,我国水稻主产区频繁遭遇高温预警,减产风险突出。


早在20年前,团队预判高温灾害将成为农业重大难题,提前布局耐热基因挖掘。历经8年攻关,2015年成功从非洲栽培稻中克隆首个水稻耐热基因QTL基因TT1,实现0到1的突破。该基因可清除高温下细胞产生的有害物质,大幅提升水稻高温耐受能力。团队依托十万余份稻种资源,持续挖掘野生稻、栽培稻中的耐热基因,导入主栽水稻品种,从源头培育耐高温新品种,既能稳住高温环境下的收成,也能保障大米食用品质,应对气候变暖带来的农业挑战。最近又陆续进一步挖掘出TT2、TT3、TT4、TT5等多个水稻关键耐热基因。


王勇研究团队则像是一群“植物化学侦探”,致力于破解植物制造神奇化学物质的“底层密码”,并利用合成生物学技术,像搭乐高一样重新设计细胞的代谢工厂,让微生物和植物变成高效生产珍贵药物的“绿色制造车间”。


作为植物次生代谢的生物合成机制与重塑攻关团队的负责人,王勇表示团队已经取得多项突破性成果:一是揭秘植物“生存兵法”,创制低毒高抗棉花新种质,通过基因编辑技术,精准敲除了控制有毒棉酚合成的基因,创制出棉籽低毒但抗虫性正常的棉花新种质;二是揭开尼古丁“身世之谜”,尼古丁天然具备杀虫功效,相关技术可赋予多种作物天然抗虫能力,减少农药使用;三是解析了辅酶Q的进化轨迹和进化机制,首次培育出高效合成辅酶Q10的作物,日常吃米饭即可补充保健品成分,摆脱市面上辅酶Q10发酵提取易氧化、价格高昂的痛点。


产业化方面,团队研发的甜菊糖甜味剂早在2014年完成技术转让,2018年获美国FDA审批,如今可口可乐、百事等企业已大规模应用,甜度是蔗糖400倍,绿色低卡,实现实验室技术走向大众消费品市场。


高蛋白良种破解大豆进口依赖


饲料产业高度依赖大豆,我国大豆供给大量依靠进口,种业安全存在短板。当天,龙金成研究员介绍了巫永睿团队依托野生玉米改良栽培玉米的重大突破,相关成果上月刊发于国际顶刊《自然》(Nature)。


玉米祖先野生玉米蛋白含量高达30%,但在长达9000多年的驯化与现代育种历程中,由于缺乏针对蛋白含量的定向选择,大部分优异基因在现代玉米中已“丢失”,现代栽培玉米蛋白仅8%左右。


实验室中的改良栽培玉米。劳动报王嘉露 摄影


团队历经多年科研攻关,继成功克隆首个玉米高蛋白主效调控位点THP9后,再次从野生玉米中克隆到第二个关键高蛋白调控位点THP3。将THP3导入现代栽培玉米后,可使籽粒蛋白含量由8%提升至10%,显著改善籽粒营养品质。更具突破性的是,将THP3与THP9位点进行聚合后,籽粒蛋白含量可进一步提升至13%,且不会对产量、株型等其他关键农艺性状造成负面影响。


龙金成算了一笔产业账:“玉米是饲料核心原料,蛋白不足就要大量添加进口豆粕。高蛋白玉米大面积推广后,可大幅减少饲料豆粕添加量,降低我国大豆对外依存度,从源头保障养殖产业链自主可控,兼具重大经济价值与国家粮食安全战略意义。”


此次调研走访完整展现分子植物卓越中心产学研一体化创新链条——国际期刊搭建学术传播桥梁,基础基因研究攻克气候、虫害、蛋白供给等农业痛点,育种技术持续落地转化。就是这么一批扎根上海的植物科研工作者们,持续培育高产、抗逆、高营养农作物新品种,用种业科技创新守护大国粮仓。


头图为林鸿宣研究员在查看耐热水稻。劳动报王嘉露 摄影

摄 影:王嘉露
责任编辑:李蓓
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